Uma máquina térmica tem potência útil de 60 kW e opera por 2,0 min. Quantos joules de trabalho útil ela…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Realizar previsões qualitativas e quantitativas sobre o funcionamento de geradores, motores elétricos e seus componentes, bobinas, transformadores, pilhas, baterias e dispositivos eletrônicos, com base na análise dos processos de transformação e condução de energia envolvidos – com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais –, para propor ações que visem a sustentabilidade.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Uma máquina térmica tem potência útil de 60 kW e opera por 2,0 min. Quantos joules de trabalho útil ela realiza nesse intervalo?
- A) 7,2×10^4 J
- B) 3,6×10^6 J
- C) 7,2×10^6 J
- D) 1,2×10^6 J
- E) 7,2×10^3 J
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Identificar os dados. A potência útil é 60 kW e o intervalo de tempo é 2,0 min. O trabalho útil é a energia transferida como trabalho no intervalo, e a relação é W = P × Δt.
- Converter as unidades para o SI. 60 kW = 60 × 10^3 W = 6 × 10^4 W. 2,0 min = 2,0 × 60 s = 120 s.
- Calcular o trabalho. W = 6 × 10^4 W × 120 s = 720 × 10^4 J = 7,2 × 10^6 J.
- Conferir a ordem de grandeza. Uma potência de dezenas de kW durante mais de um minuto produz trabalho na casa dos milhões de joules, o que é coerente com o resultado.
- Por que as outras estão erradas. A) 7,2 × 10^4 J resulta de usar um tempo de 1,2 s, o que não corresponde a 2,0 min. B) 3,6 × 10^6 J resulta de usar apenas 60 s, ou seja, 1 minuto, em vez de 2 minutos. D) 1,2 × 10^6 J resulta de usar 20 s, erro na conversão do tempo. E) 7,2 × 10^3 J resulta de usar 60 W em vez de 60 kW, esquecendo o prefixo quilo.
- Conclusão: a alternativa correta é a C, 7,2 × 10^6 J, que coincide com o gabarito oficial.
💡 Dica: Multiplique a potência pelo tempo em segundos para obter o trabalho.
Alternativa por alternativa
O aluno provavelmente errou a conversão do tempo, usando um valor que resulta em 1,2 × 10^3 s, ou seja, multiplicou 60 kW por um tempo muito menor que 2 min.
O aluno provavelmente usou 60 s (1 minuto) em vez dos 2,0 min do enunciado, calculando 6 × 10^4 × 60 em vez de 6 × 10^4 × 120.
Por que engana: Confundir a relação entre potência e tempo, calculando incorretamente o trabalho realizado.
Usando W = P·?t, com P = 60 000 W e ?t = 2,0 min = 120 s, tem-se W = 60 000 × 120 = 7,2×10^6 J.
O aluno provavelmente converteu 2,0 min como se fossem 20 s, perdendo o fator 6 da conversão de minutos para segundos.
O aluno provavelmente ignorou o prefixo quilo e usou 60 W em vez de 60 kW, calculando 60 × 120 = 7200 J.
Raio-X da questão
potência, trabalho, energia
avaliacao
potência e trabalho · unidades de medida
Revisar a relação entre potência, trabalho e tempo.
Confundir a relação entre potência e tempo, calculando incorretamente o trabalho realizado.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
abstrato
Questões parecidas com resolução
- Em uma propriedade rural, um pequeno motor térmico aciona uma bomba de irrigação. Em cada ciclo, o motor recebe 1,5 kJ…
- Um motor elétrico tem potência de 300 W. Se ele funciona por 10 minutos, qual trabalho ele realiza em joules?
- Em uma escola rural do semiárido brasileiro, um motor elétrico é usado para bombear água de um reservatório até uma…
- Um aquecedor elétrico fornece potência P = 2000 W durante t = 10 min. Se o rendimento é 80%, qual a energia útil…
- Em uma pequena unidade de processamento de alimentos, uma máquina térmica aproveita o calor de um queimador para acionar…
- Um motor realiza 600 J de trabalho em 10 segundos. Qual é a potência do motor?
🔎 Procurar outra questão
Procure no banco do GeraProva pelo tema ou por um trecho do enunciado. Cada questão já vem com resolução comentada e a análise de cada alternativa.
Professor: monte a prova com questões como esta, com gabarito e folha de respostas, em 30 segundos. Ver planos · Blog